Лабораторная работа №3

Тема работы: Расчётные и экспериментальные определения потери давления в водяной тепловой сети с определением длин местных сопротивлений.

Цель работы: 1. Углубление знаний по теории движения жидкости.

2. Ознакомление с методикой расчётного и опытного определения потери давления в тепловой сети с определением эквивалентных длин местных сопротивлений.

Теоретические основы

Гидравлический расчёт является одним из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловых сетей. При проектировании в задачу гидравлического расчёта входит:

1. Определение диаметров трубопроводов.

2. Определение падения давления (напора).

3. Определение давления (напоров) в различных точках тепловой сети.

4. Увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

В некоторых случаях может быть поставлена также задача определения пропускной способности трубопроводов при известном их диаметре и заданной потере давления.

По результатам гидравлического расчёта можно найти:

1. Определить капитальные вложения и расход металла (труб) и основной объём работ по сооружению тепловой сети.

2. Установить характеристики циркуляционных и подпиточных насосов, количество насосов и их размещение.

3. Выяснить условия работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок к тепловой сети.

4. Выбор авторегулятора для тепловой сети и абонентских вводов.

5. Разработка режимов эксплуатации.

Результаты гидравлического расчёта используются для построения пьезометрических графиков, выбора схем абонентских вводов, подбора насосного оборудования, определения стоимости тепловой сети и т. д.

При движении теплоносителя по трубам потери давления складываются из гидравлических сопротивлений трения по длине трубопровода и местных сопротивлений:

Δ Р =Δ Р_л +Δ Р_м,

Коэффициент гидравлического трения в общем случае зависит от числа Рейнольдса (Rе) и относительной эквивалентной шероховатости трубы (к_э/d). Шероховатостью трубы называют выступы и неровности, влияющие при турбулентном движении жидкости на линейные потери давления. В реальных трубах эти выступы и неровности различны по форме, величине и неравномерно распределены по её длине.

За эквивалентную шероховатость к_э условно принимают равномерную зернистую шероховатость, выступы которой имеют одинаковую форму и размеры, а потери давления по длине такие же, как и в реальных трубах. Величину эквивалентной шероховатости стенок труб с учётом коррозии рекомендуется принимать: для водяных тепловых сетей - 0, 5мм.

Гидравлические сопротивления по длине трубопровода определяются по формуле Вейсбаха - Дарси:

Δ Р_л = ,

где - коэффициент гидравлического трения,

l – длина трубопровода, м

d –внутренний диаметр трубопровода, м

- плотность теплоносителя, кг/м³

- скорость движения теплоносителя, м/с

Местные гидравлические сопротивления определяются по формуле Вейсбаха:

Δ Р_м= ,

где - суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке трубопровода.

Местные потери давления можно заменить эквивалентными гидравлическими сопротивлениями по длине, если в уравнении вместо l подставить l_э – эквивалентную дину местных сопротивлений, то есть такую длину прямолинейного трубопровода, линейные потери давления в котором численно равны потерям давления в местных сопротивлениях.

Решая совместно эти уравнения, получим: l_э = .

Для характерных в тепловых сетях местных сопротивлений значения эквивалентных дин приведены в приложении 17 Л 1.

Гидравлический расчёт разветвлённых трубопроводов удобно производить по методу средних удельных потерь давления, поэтому часто используются следующие формы записи полных гидравлических сопротивлений:

Δ Р = Δ Р_л +Δ Р_м = Δ Р_л (1+ Δ Р_м /Δ Р_л) = R_л l (1+ ) = R_л(l + l_э),

где - коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях по длине;

R_л – удельное падение давления по длине, Па/м

Отчёт о работе должен содержать :

1. Название, номер и цель работы.

2. Краткие теоретические основы.

3. Ответить на контрольные вопросы:

3. 1. Основные задачи гидравлического расчёта.

3. 2. Что можно найти по результатам гидравлического расчёта?

3. 3. Понятие шероховатости и эквивалентной шероховатости.

3. 4. Дайте характеристику местным и линейным потерям давления.

3. 5 Выполнить пример:

Определить потерю давления в тепловой сети на участке длиной 1800м. На нём установлены следующие местные сопротивления: 2 задвижки, 3 отвода, 5 компенсаторов. Диаметр трубопровода 219 мм. Результаты расчёта занести в таблицу.

	Предварительный расчёт					Окончательный расчёт
№ п/п	G, т/ч	L, м	dн S, мм	Rл, Па/м	w, м/с	Lэ, м	L+Lэкв, м	Δ р, Па 10³	Δ Н, м